利索能及
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专利号: 2020103137482
申请人: 苏州科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于模拟高能束焊接的有限元建模方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:建立焊接结构的模型并得到贝济尔单元,输入焊接工艺参数和材料物性参数;

S2:建立所述模型的焊缝生死单元集,模拟每个离散时间段的焊接熔覆过程;

S3:生成针对每个特定时间段的热源附近区域的局部细化贝济尔单元,并计算离散时间序列的温度场;

S4:对于相邻的两个特定时间段,将当前时间段对应的网格控制点变量映射到下一时间段所对应的网格控制点;

S5:输出整个时间历程中每个采样点的焊接温度热循环曲线及每个时刻的温度场;

所述建立所述焊缝生死单元集的方法包括:将整个时间历程分为N段,每段时间为,将焊缝区域的模型也分为对应的N个焊缝块,并且全部标记为“杀死”,计算过程中,每经历一个时间,激活一个对应的焊缝块。

2.如权利要求1所述的用于模拟高能束焊接的有限元建模方法,其特征在于,步骤S1中,所述焊接结构的模型采用NURBS表示的几何图形。

3.如权利要求2所述的用于模拟高能束焊接的有限元建模方法,其特征在于,得到所述贝济尔单元的方法包括:通过样条理论中的节点插入算法,将NURBS样条单元边界连续性降为,得到有理形式的贝济尔单元。

4.如权利要求1所述的用于模拟高能束焊接的有限元建模方法,其特征在于,所述焊接工艺参数至少包括热源功率、焊接速度以及焊枪轨迹。

5.如权利要求1所述的用于模拟高能束焊接的有限元建模方法,其特征在于,所述材料物性参数至少包括焊材与母材热导率、密度以及比热边界换热系数。

6.如权利要求1所述的用于模拟高能束焊接的有限元建模方法,其特征在于,步骤S3中,基于四叉树或八叉树网格细分策略,生成所述局部细化贝济尔单元。

7.如权利要求1所述的用于模拟高能束焊接的有限元建模方法,其特征在于,步骤S4中,采用欧几里得范数实现相邻的两个特定时间段的网格控制点变量的映射过程。

8.如权利要求1所述的用于模拟高能束焊接的有限元建模方法,其特征在于,采用双椭球形热源模拟焊接过程中的输入能量。